Численное моделирование истечения перерасширенной струи газа из короткого осесимметричного сопла
Автор: Карпов A.B., Васильев Е.И.
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Прикладная математика
Статья в выпуске: 9, 2005 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается истечение перерасширенной струи газа из короткого осесимметричного сопла с прямолинейными образующими. Особенностью течения в таких соплах является наличие в сверхзвуковой части сопла за критическим сечением слабого висячего скачка. Точка пересечения скачка с осью симметрии может выходить за срез сопла. При некотором значении давления в пространстве возможно взаимодействие этого скачка и присутствующего в струе фронта Маха. В рамках модели идеального газа проводится численное исследование закономерностей этого взаимодействия при циклическом изменении давления в пространстве 1,5 → 0,8 → 1,5 атм. Обнаружены близкие к периодическим пульсации волновых конфигураций и эффект гистерезиса, связанный с их перестройкой, проанализированы причины возникновения пульсаций.
Короткий адрес: https://sciup.org/14968573
IDR: 14968573 | УДК: 519.6:533.7
Numerical simulation of gas flow in an overexpanded jet and a short axis-symmetric nozzle
The gas flow in an overexpanded jet and a short axis-symmetric nozzle with linear generatrix is studied. An important feature of such flows is a weak shock that is situated near the nozzle's neck in a supersonic part of it. The point of intersection between this weak shock and the nozzle's symmetry axis may be situated just after the nozzle's outlet. Interaction between a Mach stem and the weak shock is possible for some range of the outer area's pressures. This article is covered numerical study of such interaction's features during periodically changes of outer area's pressure in range of 0,8-1,5 atm. There was founded some near-periodically pulsations of wave's configuration and pressure gysteresis effect; the source of this pulsations was investigated.
Список литературы Численное моделирование истечения перерасширенной струи газа из короткого осесимметричного сопла
- Васильев Е.И. Численное моделирование нестационарных сопловых и струйных течений запыленного газа//Вестник ВолГУ. Сер. 1. 1996. № 1. С. 55-64.
- Карпов А.В. Исследование эффективности применения метода вибрирующей сетки в 1D-задачах газовой динамики//Вестник ВолГУ. Сер. 9.2003-2004. Вып. 3. С. 20-23.
- Пирумов У.Г., Росляков Г.С. Газовая динамика сопел. М.: Наука, 1990. 368 с.
- Ben-Dor G., Elperin I., Igra O., Vasiliev E.I. Gas-Solid Suspension Flow in a Nozzle and the Overexpanded Free Jet//Proceedings of ASME Fluids Engineering Division. 1997. Vol. 244. P. 195-208.
- Ben-Dor G., Elperin Т., Li H., Vasiliev E.I. Pressure Induced Hysteresis in the Regular Mach Reflection Transition in Steady Flows//Physics of Fluids. 1997. Vol. 9. № 10. P. 3096-3098.
- Elperin I., Igra O., Ben-Dor G., Vasiliev E.I. Dusty Gas Flow in a Nozzle//Proceedings of 20-th Inter. Symposium on Shock Waves. Pasadena. USA. July 1995. P. 1303-1308.
- Pandolphi M., D'Ambrosio D. Numerical instabilities in upwind methods: analysis and cures for the «carbuncle» phenomenon//J. Соmр. Phys. 2001. Vol. 166. P. 271-301.
